§§§第4章文艺复兴时期：1500~1750年的技术
我们注意到，到1500年的时候，欧洲在技术上不再像公元900年那样死水一潭，也不像公元1200年那样是暴发户式的仿效者。显然，正如李约瑟不知疲倦地辩护的那样，欧洲从中国受益极多。而在1500年之前的二百年里，欧洲在技术革新上日益成为原创者。用兰德斯的话来说，中国的技术在中世纪后期已经走到了一个“富丽堂皇的死胡同”。技术史学家不再对1500年以后的中国产生更大的兴趣。中国虽然使用了铁和水力，却没有出现中国的曼彻斯特，而中国所掌握的印刷知识导致图书大规模的喷涌，这二者是不可同日而语的；同样，苏宋虽然发明了著名的水钟（水运天象仪），却没有促使每一个中国城镇中心都矗立一个大钟。本书将在第9章稍微详细地检讨中国的经验教训。在1500年以后的数百年里，欧洲同世界其他地方的差距逐渐扩大，即使这一时期只见证了相对很少的大发明。虽然在常规意义上，技术进步的势头依然没有减弱，但是生产力越来越变成循序渐进式的增长，这种增长在很大程度上是一连串的小发明和对既有技术进行修改的结果。在1500~1750年间，没有出现间歇式的技术突破，对此现象的一个解释是，尽管不缺乏大胆而新颖的技术思想，但是由于受限于手艺和材料，这些思想难以转化为现实。如果依照发明思想首次出现的时间而不是发明物实际制造的时间来确定发明时间的话，那么这一时期所具有的创造力其实是可以视为与工业革命等同的。这个时期虽然构想了明轮轮船、计算机器（calculating machine）、降落伞、钢笔、蒸汽驱动的车轮、动力织机以及滚珠轴承——研究思想的历史学家应该对此感兴趣，但是由于不可能制造成为现实之物，所以它们没有任何经济上的影响力。在这一时期，有一个发明家可以作为例证，他就是出生于荷兰的工程师康纳里斯·德雷贝尔（Cotnelis I）rebbel.1573—1633）。德雷贝尔在许多领域都作出了次要贡献，包括化学染料、钟表制造和熔炉制造等，不过他的名声主要建立在1624年验证了潜艇这一思想的基础上。这个时间比潜艇真正投入使用早了两个半世纪。
从纯粹的经济观点来看，按照其对人们物质福利的潜在贡献，这一时期最重要的技术变革几乎根本不能被称为一项发明。
“新耕作法”（如今的称谓）是一套经过改进的农业耕作方法。
到中世纪快要结束的时候，“新耕作法”首先出现于低地国家。这些变革传播到英格兰及其以东，但是传播速度极为缓慢，以至于到1750年时，“新耕作法”的采用依然远未完成，而且在包括法国大部在内的某些地区，才刚刚开始。可是，新耕作法的原则是革命性的，它们最终引起农业产量的增加。新耕作法包括三个紧密相关的部分：新式作物、家畜圈养以及淘汰休耕制。其结果是，农民能够饲养更多的家畜并饲养得更好，进而增加了畜产品的供应。饲养得更好的家畜产生了更多肥料，这也有助于增加谷物产量。新的饲料作物，例如紫花苜蓿、三叶草、人工牧草、芜箐以及饲料甜菜，所有这些都是在新轮耕期轮换谷类的有用作物。上述所有作物打破了疾病和虫害的周期，其中有些还吸收和固定氮。随着肥料供应的增加以及用锄耕种某些新作物（例如芜箐）的需要，土地休耕变得不怎么必要了，在某些地区，休耕制开始逐渐消失，这些都增加了可耕土地的有效供应。新耕作法是相互补足、相互促进和共生变化的汇总，但它是缓慢地呈现出来的。在这些新作物当中，有些不适于重质粘质土壤，有些需要比可用的更好的排水系统。资本匮乏、土地分散以及有些人由于害怕新耕作法或者受到新耕作法的威胁而加以反对，这些都减缓了新耕作法的传播。有些学者曾认为新耕作法的采用取决于对开阔田地的圈占，但是这一观点目前有所争议。无论如何，人们经常使用“农业革命”这一术语来称谓新耕作法的引进，这容易造成误解，因为新耕作法的引进没有丝毫突然急遽的意义。
新耕作法对人们生活水平的影响是难以量化的。许多地区只是在19世纪才全面采用新耕作法。即使在已经采用新耕作法的地区，也难以确切地知道在食物的增加量中有多少应该归功于这种新技术。可是大多数专家一致同意，从长远观点来看，它对于绝大多数欧洲人的经济福利具有深远的影响。不过，尽管农业耕作中的技术进步有助于大大提高食物的产量，却几乎无助于减少在田地里劳作的男男女女的辛苦程度。在这一时期所引进的新式工具大体上能够节约资本和土地，却不能减轻劳动量。条播机是一个适宜的例子。在欧洲传统农业里，播种是由撒播完成的，即用手把种子广泛地散布在地里。这种技术不仅浪费种子、土地利用不均衡，而且由于庄稼发芽不均匀，使除草也很困难。在16世纪，开始采用“坐”种法（用棍棒在地里掘坑，然后把种子放在里面）。现代条播机把种子放进等间隔的坑中，从而极大地增加了产量一种子比率。条播机传说同杰瑟罗·图尔（Jethrolull）有关。大约在1700年，图尔建造并演示了第一个条播机原型，但这种播种工具在19世纪以前几乎没有得到使用。1714年，图尔还提议引进了马耕法（hoi-se hoeing）。低地国家首先引进了新式铁犁，然后是英格兰，同样，它虽然节约劳动力，但是节约的资本可能更多。犁壁是用来开犁沟的，而新式犁的犁壁外形是弧形的，可以减少铁犁同田地之间的摩擦力，因而易于操作和使用。可是，难以把木头制作成所需的形状，所以1650年以后犁壁越来越多地用铁来制造。这造成了车轮的消失以及用来犁地的家畜数量的减少。1730年，罗氏（Rother.ham）犁或者荷兰犁在英格兰取得了专利。
在能源使用领域，虽然对中世纪的技术进行了改进，却没有带来革命性的变化。风车仍在使用，只是效率更高——16世纪，荷兰和意大利的工程师引进了塔式风车。塔式风车促使风车的结构定型，并让轴和顶部支点朝向最佳角度。到17世纪，风车为荷兰经济提供了廉价、清洁和取之不竭的能源，今天的生态学家对此称羡不已。荷兰经济取得了巨大的成就，堪称欧洲当时的经济“神童”。荷兰人在技术上颇具创造力，他们使用风能，常常能够提高制造业的效率。荷兰式打浆机同样如此。荷兰式打浆机大约发明于1570年，是用于造纸业的设备。它由卧式滚筒组成，用钉铁和木槌把造纸原料捣碎用于制作纸浆（Hunter，1930，pp.17—71）。荷兰纸之所以比欧洲其他地方制造的纸质地更优，恰恰是荷兰式打浆机的功劳。风能还用来驱动位于扎恩（Zaan）地区的锯木机。数十年来，位于此处的荷兰造船厂建造了欧洲最好的船只。水力的产生和传输也变得更加复杂。可是，尽管风能和水能具有诱人的特性，对那些不依赖于变化无常的气候的机器在欧洲依然存在显而易见的需求。
在欧洲地表或地下，埋藏着巨大的以泥煤和煤块形式存储太阳能的矿藏。在1500年，欧洲使用泥煤和煤块虽然不是新鲜事，但是，这两种矿藏在地理分布上非常辽阔，使用数量也日益增加，这些都促使某些人把这一点和促成工业革命的伟大发明视为同等重要。在英国以及欧洲大陆的少数地方，包括位于今天比利时东部的列日公国（Principality 0fLiege），煤炭用于锻铁、制造玻璃、制造食盐、煮制肥皂、明矾生产以及锻烧石灰。燃料密集型酿造业不能使用常规煤，因为这种煤会破坏啤酒的味道，但是英国的啤酒制造商学会了使用烧焦的煤炭，后人称之为焦炭。荷兰人与此相似，他们也拥有丰富的泥煤矿藏，既为家居供暖，也为无数行业提供大量的燃煤，从而为荷兰的黄金岁月立下了汗马功劳。制砖工人、茜草染料制造工人、烧窑工、食盐精炼工、面包厂工人、漂布工人、盖瓦工人以及其他许多业者大量使用泥煤。只有两个使用矿物燃料的大户仍然难以捉摸：铁的熔炼和热能（热）到动能（做功）的有效转换。
1500年之后的两个世纪见证了鼓风炉使用上的主要进步。鼓风炉的规模和效率得到了实质性的提高，在1500年，鼓风炉每天生产1200公斤生铁，而到1700年，鼓风炉的日均产量是2000公斤，而且在制造中所消耗的燃料也减少了。其中一个重要进步是连续熔炼工艺的采用。在该工艺中，矿石和燃料被连续不断地加到熔炉当中，生产出一条连续不断的熟铁流。到1700年，一个“熔制日”能够持续长达40周。这一时期还见证了反射炉的使用。1540年，意大利人拉努乔·伯灵古乔（NanoccioBiz5nguccio）在其著作《eLa Pirotechni》中首次阐述了反射炉。大约在1610年，反射炉应用于英国的玻璃业。反射炉舍弃了烟囱，并使用地下管道抽取新鲜空气，圆盖屋形顶与难熔粘土排成一行，把热量反射回炉灶中，从而产生极高的温度。另一项进步是熔矿炉中的水风筒。水风筒始自16世纪中叶，它使用流水把空气吹进锻炉中，就像一个颠倒过来的气动抽水泵。可是，有某种证据表明（Siruth and.Folbes，1957，p.30），这些技术进步还不足以阻止下述情况的发生：燃料和劳动力成本的提高使铁的价格上升。在炼铁业中的精炼和成型部门，最重要的发明是旋转动作的引进，这通常是由水力驱动的。例如，轧钢机生产熟铁平板，切割机把熟铁平板切割成窄条用来制造铁钉、铁丝、铁拴、餐具以及其他产成品。这两种机器大约于1600年在列日地区运转，它们是工业增长的一个重要因素（Gutmann，1988，p.62）。在英国，碾压动作于1568年应用于引线架（窗户上使用），并在17世纪中叶应用于炼铁业，不过，其产成品质量低劣。
人类的经济活动不仅横向扩张，还往下延伸，进入到地表以下。大约自1450年开始，欧洲矿业，尤其是中欧，进入了一个大踏步前进的时代，这种发展态势是前所未见的（Molenda，1988）。在这个领域，同样没有涌现著名的发明家，只有无数个无名氏在前人的基础上作出了无穷无尽的改进。不过，我们确实找到了一个代表各种类型的英雄，他就是乔戈·鲍尔（GeorgBauer）。他用其拉丁名字乔吉欧·阿格里科拉（Georgius Agricola）写下著作《矿产》，该书在他死后的1556年出版。在所有已著述的矿业工程书籍中，《矿产》是最杰出、最详尽的书籍之一。我们可以从本书推断出1450年以后引入矿业中的技术改进。阿格里科拉阐述了用于排水和通风的机器、用于运送矿石的起重机、矿井的建造，甚至还有矿石取样以检验矿石的品位。矿业中的技术问题看来具有普遍性：名列前三位的是漫水、瓦斯爆炸，以及垂直输送问题。德国人在矿业技术上领先于欧洲和世界其他各地。他们开发了把水能从峡谷中的水车经由陆地连杆系统传送到高海拔矿山的系统；用黑色火药来爆破岩石；率先将铁轨用于地下运输；使用有马匹牵引的踏车来驱动绞盘；最重要的是开发了多种抽吸装置（后来应用在消防和其他用途上）。波希米亚矿业工程师拉扎鲁·厄克尔（LazaFus Erckm）的影响力同阿格里科拉不相上下。厄克尔的代表作论述矿石和矿业技术，出版于1574年，好几代人把它用做化验和取样技术的工具书。阿格里科拉和厄克尔都是经验主义者，而不是科学家。在他们的著作中没有任何理论，只有对起作用的物体的描述：矿业工程学几乎完全是经验性的知识。阿格里科拉和厄克尔都不太关注铁，而铁是当时最重要的工业材料。他们的洞察力也一律没什么价值。例如，厄克尔（Ercker，1951，p.223）解释说，他极不情愿地勉强得出结论：铁经硫酸盐（硫磺酸）处理后会转变成铜。他的编辑希里尔·斯坦利·史密斯（cl Stanley Smith）评论说，这个错误是一个极好地反映了以下事实的例子：没有良好的定量测量手段，要理解化学过程是多么的困难。尽管如此，在没有科学的情况下，科学家对矿业技术的贡献是实质性的。17世纪最伟大的思想家，从伽利略到牛顿，都关心以下问题：空气循环、安全、抽吸、矿物学和化验，以及把煤矿和金属矿石从矿井中向上运送等（Merton，1938，pp.147—59）。
